Question

【题目】某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(∠QCS＝30°)时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，如图所示。已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，求此时：

(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？

(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？

Answer 1

【答案】（1）F1=F2=mg。（2）N=Mg+mg f=mg

【解析】

（1）对小球受力重力、细线的拉力和磁铁的引力。设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2。根据平衡条件得：
水平方向：F1sin30°=F2sin30°
竖直方向：F1cos30°+F2cos30°=mg
解得，F1=F2=mg。
（2）以人为研究对象，分析受力情况：重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力为：F2′，F2′=F2=mg。
根据平衡条件得：
f=F2′sin30°
N=F2′cos30°+Mg
解得：N=Mg+mg f=mg